EP2260361A2 - Device and method for monitoring heated liquid baths - Google Patents

Device and method for monitoring heated liquid baths

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EP2260361A2
EP2260361A2 EP09727095A EP09727095A EP2260361A2 EP 2260361 A2 EP2260361 A2 EP 2260361A2 EP 09727095 A EP09727095 A EP 09727095A EP 09727095 A EP09727095 A EP 09727095A EP 2260361 A2 EP2260361 A2 EP 2260361A2
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EP
European Patent Office
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temperature
temperature sensor
actual
heating device
measured
Prior art date
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EP09727095A
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German (de)
French (fr)
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EP2260361B1 (en
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Dieter Pforte
Frank Rieger
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Peter Huber Kaeltemaschinenbau AG
Original Assignee
Peter Huber Kaeltemaschinenbau GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2260361B1 publication Critical patent/EP2260361B1/en
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1931—Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J27/00—Cooking-vessels
    • A47J27/10—Cooking-vessels with water-bath arrangements for domestic use
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/32—Time-controlled igniting mechanisms or alarm devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
    • A47J37/12—Deep fat fryers, e.g. for frying fish or chips
    • A47J37/1266—Control devices, e.g. to control temperature, level or quality of the frying liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors
    • B01L2200/143—Quality control, feedback systems
    • B01L2200/147—Employing temperature sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/02—Water baths; Sand baths; Air baths
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    • Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
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    • Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
    • Y10T137/8342—Liquid level responsive indicator, recorder or alarm

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a heated with a heating device, in particular an electrical resistance heating, heated liquid bath, in particular for monitoring for overheating and / or lowering of the liquid level, wherein by means of a temperature sensor determines an actual temperature and in dependence on the with Temperature sensor measured actual temperature an alarm and / or control signal is output. Moreover, the present invention relates to a device for operating a heated with a heater, in particular an electrical resistance heating, heated liquid bath, in particular for monitoring
  • a temperature sensor for determining an actual temperature and an alarm and / or control signal unit which is adapted to output depending on the measured temperature with the temperature sensor an alarm and / or control signal .
  • the liquid in the liquid bath which is also referred to as a heat transfer medium, can be flammable. Then, according to the standards DIN EN 61010-2-010 and DIN 12879, such a device must be equipped with an adjustable over-temperature protection and a low-level protection.
  • the overtemperature protection is also referred to as overtemperature limiter. This regulates the heater supplied heating power such that the measured temperature with the actual temperature does not reach the focal point of the liquid in the liquid bath or even exceeds. Since the liquid bath is normally circulated, the measured temperature usually corresponds to a mean temperature of the liquid bath. Therefore, it can not be ensured that temperatures in certain areas or in the vicinity of the liquid bath occur that are higher than the actual temperature measured with the temperature sensor.
  • floats in the liquid bath are used as low-level protection, with the help of which the height of the liquid level is determined. From this, a drop in the liquid level below the intended liquid level can be detected. The problem, however, is that a float settle and can no longer serve to determine the current liquid level of the liquid bath.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned in that by means of the temperature sensor, the actual temperature of the heater or in the region of the heater is determined.
  • the object is achieved in that the temperature sensor is designed to determine the actual temperature of the heater or in the region of the heater. At the heater, the highest temperatures occur in the liquid bath or in the vicinity of the liquid bath.
  • the actual temperature of the heating device is monitored by means of the temperature sensor. This ensures that even the hottest points in the area of the liquid bath do not reach the focal point of the liquid.
  • an alarm and / or control signal is output when the determined by the temperature sensor actual temperature of the heater reaches a predetermined maximum temperature.
  • the maximum temperature can be chosen so that it is, for example, 15 K below the focal point of the liquid.
  • a conventional second temperature sensor for determining the actual temperature of the liquid bath is preferably provided.
  • the bath temperature can thus be determined directly and does not have to be derived from the temperature of the heater.
  • an alarm and / or control signal is output when the measured with the first temperature sensor actual temperature of the heater measured by the second temperature sensor actual temperature of the remplisstikssba- by a predetermined first temperature value, for example 15 K and / or exceeds a second temperature value, for example 30 K.
  • a predetermined first temperature value for example 15 K and / or exceeds a second temperature value, for example 30 K.
  • the difference between the actual temperatures between the heater and liquid bath can be monitored and, if this exceeds the first temperature value, can be reacted by outputting the alarm and / or control signal, for example, the heating power can be limited. If the second temperature value is exceeded, an error can be output, for example.
  • an alarm and / or control signal is preferably output when the actual temperature of the liquid bath measured with the second temperature sensor exceeds the actual temperature of the heating device measured by the first temperature sensor by a predetermined temperature value. If the measured actual temperature of the liquid bath is higher than the measured actual temperature of the heating device, then there is a malfunction of the first and / or the second temperature sensor, which can be displayed via the error signal.
  • the first temperature sensor is preferably arranged in an upper region of the heating device and directly on the heating device.
  • This location may be, for example, the upper end of a heating element forming the heating device or a heating coil.
  • the upper region of the heating device projects beyond the liquid when the liquid bath is filled to the intended level. Since the heater usually dissipates heat to the ambient air rather than to the liquid, the upper area will heat up more than the one in liquid Area of the heater. Consequently, the highest temperatures will occur in the upper part of the heater, which are monitored by means of the first temperature sensor.
  • a flammability of the liquid is particularly possible only when the liquid has contact with oxygen and a liquid / oxygen mixture can form. Therefore, it is excluded by the arrangement of the first temperature sensor in the upper region of the heater by the inventive method that just there, especially after the liquid level drops, temperatures are reached, which lead to an ignition of the liquid / oxygen mixture.
  • a third temperature sensor for determining the actual temperature of the heating device is preferably provided, which is arranged in a lower region of the heating device and directly on the heating device.
  • An alarm and / or control signal is output as a function of the difference between the actual temperatures measured by the first and third temperature sensors. In this way, in particular if the temperature gradient is too high, an alarm and / or control signal can be output between the upper and lower regions of the heating device. In particular, it may be provided to output an alarm and / or control signal when the difference between the actual temperatures is 15 K or 30 K.
  • an alarm and / or control signal can be output as a function of the difference between the actual temperatures measured by the second and third temperature sensors.
  • a decrease in the liquid level of the liquid bath is assumed when a higher actual temperature is measured with the first temperature sensor than with the third temperature sensor.
  • Temperature sensor measured actual temperatures of the heater can be determined.
  • the heating power that is supplied to the heating device is lowered or switched off if the difference between the actual temperatures measured by the first and third temperature sensors is greater than or equal to a predetermined third temperature value, in particular 15 K. More preferably, an alarm signal is output when the difference is greater than or equal to a predetermined fourth temperature value, in particular 30 K.
  • a substantially empty liquid bath can be assumed if the actual temperatures of the heated heating device measured with the first and / or third temperature sensor exceed the actual temperature measured with the second temperature sensor.
  • the second temperature sensor With an empty liquid bath, the second temperature sensor will measure the substantially constant ambient air temperature.
  • the first and possibly third temperature sensors measure the actual temperatures of the heated heating device.
  • by means of erfindunmultien method alone by comparing the with a sunken or empty liquid bath measured the first, second and / or third temperature sensor measured actual temperatures are detected. A float in the liquid bath is no longer needed.
  • a check for an empty liquid level is carried out each time the heating device is switched on. This prevents commissioning while the bath is still empty.
  • a check is made to see if the heater is functioning properly by applying a short burst to the heater. If the first and third temperature sensors report an increase in temperature but the second one does not, then it can be assumed that the heating system is functioning properly.
  • a circulation pump for circulating the liquid is provided in the liquid bath.
  • a functional check of the heating device is thus preferably carried out by switching on the circulating pump when the heating device is switched off and determining whether the actual temperatures measured with the first temperature sensor and / or the second temperature sensor and / or the third temperature sensor are greater than the predetermined time Turning on the circulation pump show a ramp-shaped rise, which results from the heat development of the circulation pump.
  • the functionality of the first temperature sensor and the second temperature sensor and, if appropriate, the third temperature sensor is assumed, if the heater is still unheated the measured actual temperature ramps substantially coincide and / or if there is no difference between the measured actual temperatures after a predetermined time.
  • the functional check of the first and the second and / or the third temperature sensor can be carried out again after a predetermined period of time. If then again a discrepancy between the ramps or actual temperatures is detected, an alarm signal is preferably output, in particular to inform the user about a possible malfunction of the temperature sensor.
  • the focus of the liquid is requested by a user by prompting the user to enter the focus of the liquid in a controller.
  • the user may be requested to enter the exact name of the liquid in the control device.
  • the focal points for a plurality of liquids are stored in the control device, so that the control device can determine the focal point for the name specified by the user.
  • a plausibility check is made as to whether the input focus corresponds to the focal point stored for the liquid in the control device by comparing the focal points with one another.
  • an alarm signal is output if a deviation between the input focus and the stored focus is detected.
  • the basic idea of the invention is thus to install a temperature sensor in the immediate vicinity of the heating device.
  • a temperature sensor in the immediate vicinity of the heating device.
  • two sensors are provided, one in the upper part of the heating device and one in the region of the lower end of the heating device.
  • the bath sensor to maintain the bath temperature is preferably mounted as usual in the vicinity of the circulation pump.
  • the temperature sensors mounted on the radiator are preferably mounted so close to the radiator that the film temperature of the liquid film formed on the radiator can be measured. In particular, the temperature sensors can also be in direct contact with the radiator.
  • Based on the two or three measured values of the temperature sensor can not only be determined whether an overheating of the heat bath occurs, but it can also be determined a level drop of the bath. If, for example, the temperature detected at the upper and lower sensor on the heating device rises sharply while the bath sensor does not detect a temperature rise, the bath is empty because the bath sensor measures the ambient temperature. If only the temperature on the upper heater sensor rises, but not on the lower heater sensor, then there is overheating, which is due to a drop in the level of the liquid.
  • an alarm is issued. It can also be provided to switch off the heating device, wherein this preferably takes place after an adjustable time, so that an operator can optionally top up fluid in good time and an interruption of the process is not required. It is also possible to lower the heating power when a threat of overheating. This can also be an interruption of the process can be avoided.
  • the heating coil is in a particular embodiment of the intended Liquid level led out and heated, the measurement is made at the upper end in this area. Overheating can be detected early.
  • a safety check can be carried out as to whether the heating is working properly without having to start the temperature control. For this purpose, a short power surge is given to the heater. If the upper and lower temperature sensors on the heater indicate an increase in temperature but the bath sensor does not, then the heating is OK. A signal is then issued that the bath is empty.
  • FIG. 1 shows schematically a first variant of a device according to the invention
  • Fig. 2 shows schematically a further variant of a device according to the invention.
  • the device 10 shown in FIG. 1 has a heating device 12, a first temperature sensor 16, a second temperature sensor 14, a control device 18 and a circulation pump 20.
  • the heating device 12 and the circulating pump 20 are arranged in a container 22 for a liquid bath 24.
  • the second temperature sensor 14 on the circulation pump 20 and the first temperature sensor 16 are arranged in an upper region directly on the heater 12.
  • the control device 18 comprises a control device 26, a microprocessor 28, a memory 30, an input device 32, which is, for example, a keyboard, and an output device 34, which is, for example, a screen.
  • the heating device 12, the first temperature sensor 16, the second temperature sensor 14 and the circulation pump 20 are each connected to the control device 18 by means of electrical lines 36, 38, 40, 42, so that these are controlled and / or energized by the control device 18 can.
  • the heater 12 is provided to fill the liquid bath 24 with liquid up to a designated liquid level 44. Then, the heater 12 and the circulation pump 20 are completely submerged in the liquid bath 24.
  • the heater 12 may protrude somewhat with its upper end but also about the intended liquid level, and the first temperature sensor may be arranged in this lying outside of the liquid bath region of the heater 12.
  • a user of the device 10 according to the invention can input into the control device 18 via the input device 32, to which temperature the liquid in the liquid bath 24 is to be heated. Furthermore, the user can enter the focal point of the liquid in the liquid bath 24 via the input device 32.
  • the circulating pump 20 is first switched on by the control unit 18, so that the liquid bath 24 is circulated.
  • the control device 26 regulates the heating device 12 by supplying electrical heating power and using the measured by means of the second temperature sensor 14 actual temperature of the liquid bath 24 so that it is heated to the specified by the user target temperature. In this case, the control device 26 monitors the actual temperature of the heating device 12 by means of the first temperature sensor 16.
  • the actual temperature measured at the heating device 12 by means of the first temperature sensor 16 may be higher than the actual temperature measured with the second temperature sensor 14, which essentially corresponds to an average temperature of the liquid bath 24 due to the circulation of the liquid bath 24.
  • the actual temperature of the heater 12 rises so that it comes close to the focal point of the liquid bath 24. This may be the case, in particular, when the desired temperature is near the focal point.
  • the control device 26 is designed so that it outputs a control signal which triggers a lowering or possibly also a shutdown of the supply of heat output to the heater 12 when the measured by the first temperature sensor 16 actual temperature of the heater 12 exceeds a predetermined maximum temperature.
  • the maximum temperature is determined by the processor 28 based on the user-specified focal point of the liquid bath 24, for example, so that this 15 K is below the focal point.
  • the control signal thus ensures that the actual temperature of the heating device 12 is lowered when the maximum temperature is reached and the focus of the liquid bath 24 is not reached. Ignition of the liquid bath 24 is thus avoided.
  • the control device 26 is further configured such that it triggers a reduction or deactivation of the heating power which is supplied to the heating device 12 when the difference between the actual temperature measured by the first temperature sensor 16 and that with the second temperature sensor 14 measured actual temperature exceeds a certain value, for example 15 K or 30 K. This ensures that no too high temperature difference occurs between the heating device 12 and the liquid bath 24 heated with it. In particular, this measure avoids overshooting the actual temperature above the setpoint temperature specified by the user.
  • control device 18 is adapted to output an error signal via the output device 34 when the difference between the measured with the second temperature sensor 14 actual temperature and the measured with the first temperature sensor 16 actual temperature exceeds a certain positive value.
  • the measured with the first temperature sensor 16 actual temperature should be greater than the actual temperature of the liquid bath 24, which is measured with the second temperature sensor 14 in heated heater 12.
  • an error or a malfunction of the first and / or second temperature sensor 14, 16 can be assumed if this difference, taking into account a tolerance range, determines the particular one
  • the controller 18 may issue an alarm signal via the output device 34 to alert the user to a possible malfunction of the temperature sensors 14, 16.
  • the device 50 shown in Fig. 2 comprises the elements known from the device 10, for which in Fig. 2, the same reference numerals are used. Furthermore, the device 50 has a third temperature sensor 52, which is connected via the electrical lines 54 to the control device 18, so that it can be controlled and / or energized by the control device 18. The third temperature sensor 52 is arranged directly on the heater 12 in the lower area.
  • the device 50 carries out the measures described above in relation to the device 10 in order to monitor the liquid bath 24 for overheating by means of the first and second temperature sensors 14, 16. Further, in the apparatus 50, the controller 26 compares the actual temperature of the heater 12 measured with the third temperature sensor 52 with the actual temperature of the liquid bath 24 measured with the second temperature sensor 14, and outputs a control signal which triggers a reduction or deactivation of the heating power, which is supplied to the heating device 12, when the difference of the measured actual temperatures exceeds a certain value, for example 15 K. As a result, redundancy can be achieved in addition to the monitoring of the heating device with the first temperature sensor 16.
  • the control device 26 can also compare the actual temperatures measured by means of the first temperature sensor 16 and the third temperature sensor 52 and output a control signal as a function of the difference between these actual temperatures. In this case, in particular a reduction of the heater 12 supplied heating power can be effected, if this difference has a certain value, For example, 15 K or 30 K, to counteract overheating in the upper region of the heater 12.
  • the control device 26 may in particular be designed so that it is avoided with the highest priority that measured at the heater 12 by means of the first or third temperature sensor 16, 52 actual temperature reaches the focal point of the liquid and that in particular an alarm and / or Control signal is triggered, which triggers a reduction in the heating device 12 supplied heating power when a measured at the heater 12 actual temperature reaches or exceeds the predetermined maximum temperature.
  • the control device 26 can trigger an alarm and / or control signal which, in particular, lowers the heating power supplied to the heating device 12, when the difference between the actual temperature of the heating device 12, which is measured with the first temperature sensor 16, and the actual temperature. Temperature of the liquid bath 24, which is measured with the second temperature sensor 14 exceeds a predetermined value, for example, 15 K exceeds.
  • the second highest priority can also be taken into account only optionally by the control device 26.
  • the liquid level of the liquid bath 24 may deviate from the intended liquid level 44.
  • the liquid bath may have a lowered liquid level 56.
  • the upper area of the heating tion 12, in which the first temperature sensor 16 is arranged no longer surrounded by liquid. Rather, this area is surrounded by the ambient air.
  • the heat generated by the heater 12 is dissipated less to the ambient air than to the liquid.
  • the upper region of the heating device 12 will heat up more than that under the region of the heating device 12, which is surrounded by liquid.
  • the first temperature sensor 16 will display a higher actual temperature than the third temperature sensor 52.
  • control device 18 This makes use of the control device 18 in that it assumes a decrease in the liquid level, when with the first temperature sensor 16, a higher actual temperature is measured than with the third temperature sensor 52.
  • the control device 26 triggers a reduction or shutdown of the heater 12th supplied electric heating power when the difference of the measured from the first and third temperature sensor actual temperatures is greater than or equal to a predetermined temperature value, for example, 15 K or more.
  • the controller 26 may output an alarm signal via the output device 34 to indicate to the user that the liquid level has presumably dropped.
  • the device 50 is operated at substantially empty liquid bath 24. Then all three temperature sensors 14, 16, 52 are surrounded by the ambient air. When the heating device 12 is heated, the actual temperatures measured by the first temperature sensor 16 and the third temperature sensor 52 will therefore increase, whereas the second temperature sensor 14 will measure the substantially constant ambient air temperature. These criteria are used by the controller 26 to set a to recognize empty liquid bath. Specifically, after a predetermined time has elapsed after it assumes a dry-start of the liquid bath 24, the controller 26 triggers a control signal to turn off the heater. In addition, the controller 26 may be configured to issue an alarm signal to a user to indicate that the liquid bath 24 is empty, possibly requesting it to replenish liquid.
  • the control device 26 is preferably designed to carry out the above-described test for dry running or for a drop in the liquid level before the start of a temperature control of the heating device 12. As a result, a user can be alerted to a sunken or empty liquid bath 24 already at the beginning of the tempering process.
  • the controller 26 may be configured to test before starting up the heater 12 whether the temperature sensors 14, 16, 52 are functioning properly.
  • the circulation pump 20 is turned on and the actual temperatures are determined by means of the three temperature sensors 14, 16, 52 after a predetermined time has elapsed after switching on the pump 20, for example after 10 seconds.
  • the three temperature sensors 14, 16, 52 should then display substantially the same temperature and / or the same temperature ramp over the predetermined time, since the liquid bath 24 is heated by the circulation pump 20. If a deviation of the actual temperatures indicated by the three temperature sensors 14, 16, 52 is established beyond a defined confidence interval, for example 3 K, then the control device 26 can be designed such that, after a further period of time has elapsed, it Measure temperatures or ramps with the three temperature sensors again. If the three actual temperatures or ramps still do not match then it is assumed that at least one of the temperature sensors 14, 16, 52 is malfunctioning and the control device 18 outputs an appropriate error message to the user by means of the output device 34.
  • the user can, on the one hand, specify the desired temperature to which the liquid bath 24 is to be heated.
  • the user is prompted by the control device 18 to enter the focal point for the liquid in the liquid bath 24.
  • the user may also be prompted by the controller 18 to enter an exact name for the liquid that is in the liquid bath 24.
  • the processor 28 may then read out by means of the name indicated by the user the focus stored for this purpose on the memory 30 and compare this with the focal point entered by the user. This allows a plausibility check to be made as to whether the user has actually entered the correct focus.
  • the control device 18 can output an alarm signal to the user by means of the output device 34, if a discrepancy between the entered and the stored focal point is determined.

Abstract

The invention relates to a method for operating a heated liquid bath  heated by a heating device, particularly an electric resistance heater, particularly for monitoring overheating and/or a decrease in the liquid level, wherein by means of a temperature sensor an actual temperature is determined and, as a function of the actual temperature measured with the temperature sensor, an alarm and/or control signal is emitted, wherein by means of the temperature senor the actual temperature of the heating device or in the region of the heating device is determined. The invention further relates to a device for carrying out said method.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen von beheizten Flüssigkeitsbädern Apparatus and method for monitoring heated liquid baths
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mit einer Heizeinrichtung, insbesondere einer elektrischen Widerstandsheizung, beheizten Flüssigkeitsbades, insbesondere zum Überwachen auf Überhitzung und/ oder Absinken des Flüssigkeitsniveaus, bei welchem mittels eines Temperaturfühlers eine Ist-Temperatur ermittelt und in Abhängigkeit von der mit dem Temperaturfühler gemessenen Ist-Temperatur ein Alarm- und/ oder Steuersignal ausgegeben wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines mit einer Heizeinrichtung , insbesondere einer elektrischen Widerstandshei- zung, beheizten Flüssigkeitsbades, insbesondere zum Überwachen aufThe present invention relates to a method for operating a heated with a heating device, in particular an electrical resistance heating, heated liquid bath, in particular for monitoring for overheating and / or lowering of the liquid level, wherein by means of a temperature sensor determines an actual temperature and in dependence on the with Temperature sensor measured actual temperature an alarm and / or control signal is output. Moreover, the present invention relates to a device for operating a heated with a heater, in particular an electrical resistance heating, heated liquid bath, in particular for monitoring
Überhitzung und/ oder Absinken des Flüssigkeitsniveaus, mit einem Temperaturfühler zur Ermittlung einer Ist-Temperatur und einer Alarm- und/oder Steuersignaleinheit, die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der mit dem Temperaturfühler gemessenen Ist-Temperatur ein Alarm- und/ oder Steuersignal auszugeben,Overheating and / or lowering of the liquid level, with a temperature sensor for determining an actual temperature and an alarm and / or control signal unit which is adapted to output depending on the measured temperature with the temperature sensor an alarm and / or control signal .
Vorrichtungen der genannten Art sind bekannt und werden auch als Temperaturregler, Thermostate oder Badthermostate bezeichnet. Die Flüs- sigkeit im Flüssigkeitsbad, die auch als Wärmeträger bezeichnet wird, kann brennbar sein. Dann muss nach den Normen DIN EN 61010-2-010 und DIN 12879 eine derartige Vorrichtung mit einem einstellbaren Über- temperaturschutz und einem Unterniveauschutz ausgerüstet sein. Der Übertemperaturschutz wird auch als Übertemperaturbegrenzer bezeichnet. Dieser regelt die der Heizeinrichtung zugeführte Heizleistung derart, dass die mit dem Temperaturfühler gemessene Ist-Temperatur den Brennpunkt der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbad nicht erreicht oder gar übersteigt. Da das Flüssigkeitsbad normalerweise umgewälzt wird, entspricht die gemessene Temperatur in der Regel einer mittleren Temperatur des Flüssigkeitsbades. Daher kann nicht sichergestellt werden, dass Temperaturen in bestimmten Bereichen oder in der Umgebung des Flüssigkeitsbades auftreten, die höher sind als die mit dem Temperaturfühler gemessene Ist-Temperatur.Devices of the type mentioned are known and are also referred to as temperature controllers, thermostats or bath thermostats. The liquid in the liquid bath, which is also referred to as a heat transfer medium, can be flammable. Then, according to the standards DIN EN 61010-2-010 and DIN 12879, such a device must be equipped with an adjustable over-temperature protection and a low-level protection. The overtemperature protection is also referred to as overtemperature limiter. This regulates the heater supplied heating power such that the measured temperature with the actual temperature does not reach the focal point of the liquid in the liquid bath or even exceeds. Since the liquid bath is normally circulated, the measured temperature usually corresponds to a mean temperature of the liquid bath. Therefore, it can not be ensured that temperatures in certain areas or in the vicinity of the liquid bath occur that are higher than the actual temperature measured with the temperature sensor.
Als Unterniveauschutz finden bei bekannten Vorrichtungen Schwimmer im Flüssigkeitsbad Anwendung, mit deren Hilfe die Höhe des Flüssigkeitsniveaus ermittelt wird. Hieraus kann ein Absinken des Flüssigkeits- niveaus unterhalb des vorgesehenen Flüssigkeitsniveaus festgestellt werden. Problematisch ist jedoch, dass sich ein Schwimmer festsetzen und so nicht mehr zur Ermittlung des aktuellen Flüssigkeitsniveaus des Flüssigkeitsbades dienen kann.In the case of known devices, floats in the liquid bath are used as low-level protection, with the help of which the height of the liquid level is determined. From this, a drop in the liquid level below the intended liquid level can be detected. The problem, however, is that a float settle and can no longer serve to determine the current liquid level of the liquid bath.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben.It is an object of the present invention to provide an improved device and an improved method of the type mentioned.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mittels des Temperaturfühlers die Ist-Temperatur der Heizeinrichtung oder im Bereich der Heizeinrichtung ermittelt wird. Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Temperaturfühler zur Ermittlung der Ist-Temperatur der Heizeinrichtung oder im Bereich der Heizeinrichtung ausgebildet ist. An der Heizeinrichtung treten die höchsten Temperaturen im Flüssigkeitsbad oder in der Umgebung des Flüssigkeitsbades auf. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Überwachung der Ist-Temperatur der Heizeinrichtung mittels des Temperaturfühlers. Damit kann sichergestellt werden, dass auch die heißesten Stellen im Bereich des Flüssigkeitsbades nicht den Brennpunkt der Flüssigkeit erreichen.This object is achieved in a method of the type mentioned in that by means of the temperature sensor, the actual temperature of the heater or in the region of the heater is determined. In a device of the type mentioned, the object is achieved in that the temperature sensor is designed to determine the actual temperature of the heater or in the region of the heater. At the heater, the highest temperatures occur in the liquid bath or in the vicinity of the liquid bath. In the method according to the invention, the actual temperature of the heating device is monitored by means of the temperature sensor. This ensures that even the hottest points in the area of the liquid bath do not reach the focal point of the liquid.
Bevorzugt wird ein Alarm- und/oder Steuersignal ausgegeben, wenn die mit dem Temperaturfühler ermittelte Ist-Temperatur der Heizeinrichtung eine vorgegebene Maximaltemperatur erreicht. Die Maximaltemperatur kann dabei so gewählt sein, dass diese beispielsweise 15 K unterhalb des Brennpunkts der Flüssigkeit liegt. Mittels des Steuersignals kann insbesondere eine Herabsetzung der Heizleistung ausgelöst werden, die der Heizeinrichtung zugeführt wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Ist-Temperatur der Heizeinrichtung absinkt und auch an der Heizeinrichtung keine Temperatur erreicht wird, die eine Entflammung der Flüssigkeit verursacht.Preferably, an alarm and / or control signal is output when the determined by the temperature sensor actual temperature of the heater reaches a predetermined maximum temperature. The maximum temperature can be chosen so that it is, for example, 15 K below the focal point of the liquid. By means of the control signal, in particular a reduction of the heating power can be triggered, which is supplied to the heating device. This can ensure that the actual temperature of the heater drops and also at the heater no temperature is reached, which causes a flammability of the liquid.
Bevorzugt ist zusätzlich zu dem Temperaturfühler an der Heizeinrichtung ein herkömmlicher zweiter Temperaturfühler zur Ermittlung der Ist- Temperatur des Flüssigkeitsbades vorgesehen. Die Badtemperatur kann dadurch direkt ermittelt werden und muss nicht aus der Temperatur der Heizeinrichtung abgeleitet werden.In addition to the temperature sensor on the heating device, a conventional second temperature sensor for determining the actual temperature of the liquid bath is preferably provided. The bath temperature can thus be determined directly and does not have to be derived from the temperature of the heater.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Alarm- und/ oder Steuersignal ausgegeben, wenn die mit dem ersten Temperaturfühler gemessene Ist-Temperatur der Heizeinrichtung die mit dem zweiten Temperaturfühler gemessene Ist-Temperatur des Flüssigkeitsba- des um einen vorgegebenen ersten Temperaturwert, beispielsweise 15 K, und/oder einen zweiten Temperaturwert, beispielsweise 30 K, übersteigt. Hiermit kann die Differenz der Ist-Temperaturen zwischen Heizeinrichtung und Flüssigkeitsbad überwacht werden und, falls diese den ersten Temperaturwert übersteigt, kann durch Ausgabe des Alarm- und/ oder Steuer- Signals reagiert, beispielsweise die Heizleistung begrenzt werden. Wird der zweite Temperaturwert überstiegen, so kann beispielsweise ein Fehler ausgegeben werden.According to a further preferred embodiment of the invention, an alarm and / or control signal is output when the measured with the first temperature sensor actual temperature of the heater measured by the second temperature sensor actual temperature of the Flüssigkeitssba- by a predetermined first temperature value, for example 15 K and / or exceeds a second temperature value, for example 30 K. Hereby, the difference between the actual temperatures between the heater and liquid bath can be monitored and, if this exceeds the first temperature value, can be reacted by outputting the alarm and / or control signal, for example, the heating power can be limited. If the second temperature value is exceeded, an error can be output, for example.
Bevorzugt wird des weiteren ein Alarm- und/ oder Steuersignal, insbeson- dere ein Fehlersignal, ausgegeben, wenn die mit dem zweiten Temperaturfühler gemessene Ist-Temperatur des Flüssigkeitsbades die mit dem ersten Temperaturfühler gemessene Ist-Temperatur der Heizeinrichtung um einen vorgegebenen Temperaturwert übersteigt. Ist die gemessene Ist- Temperatur des Flüssigkeitsbades höher als die gemessene Ist- Temperatur der Heizeinrichtung, so liegt eine Fehlfunktion des ersten und/ oder des zweiten Temperaturfühlers vor, was über das Fehlersignal angezeigt werden kann.Furthermore, an alarm and / or control signal, in particular an error signal, is preferably output when the actual temperature of the liquid bath measured with the second temperature sensor exceeds the actual temperature of the heating device measured by the first temperature sensor by a predetermined temperature value. If the measured actual temperature of the liquid bath is higher than the measured actual temperature of the heating device, then there is a malfunction of the first and / or the second temperature sensor, which can be displayed via the error signal.
Der erste Temperaturfühler ist bevorzugt in einem oberen Bereich der Heizeinrichtung und unmittelbar an der Heizeinrichtung angeordnet. Insbesondere besteht eine gute thermische Kopplung zwischen dem ersten Temperaturfühler und einer kritischen Stelle der Heizeinrichtung. Diese Stelle kann beispielsweise das obere Ende eines die Heizeinrichtung bildenden Heizstabes oder einer Heizwendel sein.The first temperature sensor is preferably arranged in an upper region of the heating device and directly on the heating device. In particular, there is good thermal coupling between the first temperature sensor and a critical location of the heater. This location may be, for example, the upper end of a heating element forming the heating device or a heating coil.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der obere Bereich der Heizeinrichtung über die Flüssigkeit hinausragt, wenn das Flüssigkeitsbad bis zum vorgesehenen Niveau gefüllt ist. Da die Heizeinrichtung Wärme in der Regel schlechter an die Umgebungsluft abgibt als an die Flüssigkeit, wird sich der obere Bereich stärker erwärmen als der in Flüssigkeit stehende Bereich der Heizeinrichtung. Folglich werden im oberen Bereich der Heizeinrichtung die höchsten Temperaturen auftreten, die mittels des ersten Temperaturfühlers überwacht werden.In particular, it may be provided that the upper region of the heating device projects beyond the liquid when the liquid bath is filled to the intended level. Since the heater usually dissipates heat to the ambient air rather than to the liquid, the upper area will heat up more than the one in liquid Area of the heater. Consequently, the highest temperatures will occur in the upper part of the heater, which are monitored by means of the first temperature sensor.
Im übrigen ist eine Entflammung der Flüssigkeit insbesondere erst dann möglich, wenn die Flüssigkeit Kontakt mit Sauerstoff hat und sich ein Flüssigkeits-/ Sauerstoff-Gemisch bilden kann. Daher wird durch die Anordnung des ersten Temperaturfühlers im oberen Bereich der Heizeinrichtung durch das erfindungsgemäßen Verfahren ausgeschlossen, dass gera- de dort, insbesondere nach Absinken des Flüssigkeitsniveaus, Temperaturen erreicht werden, die zu einer Entzündung des Flüssigkeit- /Sauerstoff- Gemischs führen.Moreover, a flammability of the liquid is particularly possible only when the liquid has contact with oxygen and a liquid / oxygen mixture can form. Therefore, it is excluded by the arrangement of the first temperature sensor in the upper region of the heater by the inventive method that just there, especially after the liquid level drops, temperatures are reached, which lead to an ignition of the liquid / oxygen mixture.
Bevorzugt ist ferner ein dritter Temperaturfühler zur Ermittlung der Ist- Temperatur der Heizeinrichtung vorgesehen, welcher in einem unteren Bereich der Heizeinrichtung und unmittelbar an der Heizeinrichtung angeordnet ist. Ein Alarm- und/ oder Steuersignal wird ausgegeben in Abhängigkeit der Differenz der vom ersten und dritten Temperaturfühler gemessenen Ist-Temperaturen. Damit kann insbesondere bei einem zu hohen Temperaturgefälle zwischen dem oberen und unteren Bereich der Heizeinrichtung ein Alarm- und/ oder Steuersignal ausgegeben werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, ein Alarm- und/ oder Steuersignal auszugeben, wenn die Differenz der Ist-Temperaturen 15 K oder 30 K beträgt.Furthermore, a third temperature sensor for determining the actual temperature of the heating device is preferably provided, which is arranged in a lower region of the heating device and directly on the heating device. An alarm and / or control signal is output as a function of the difference between the actual temperatures measured by the first and third temperature sensors. In this way, in particular if the temperature gradient is too high, an alarm and / or control signal can be output between the upper and lower regions of the heating device. In particular, it may be provided to output an alarm and / or control signal when the difference between the actual temperatures is 15 K or 30 K.
Des weiteren kann ein Alarm- und/ oder Steuersignal in Abhängigkeit der Differenz der vom zweiten und dritten Temperaturfühler gemessenen Ist- Temperaturen ausgegeben werden. Hierdurch wird eine Redundanz erreicht, durch welche auch bei Ausfall des ersten Temperaturfühlers si- chergestellt ist, dass die Differenz zwischen einer Ist-Temperatur an der Heizung und der Ist-Temperatur des Flüssigkeitsbades festgestellt wird.Furthermore, an alarm and / or control signal can be output as a function of the difference between the actual temperatures measured by the second and third temperature sensors. As a result, a redundancy is achieved, by which even if the first temperature sensor fails, is ensured that the difference between an actual temperature at the heater and the actual temperature of the liquid bath is detected.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Absinken des Flüssigkeitsniveaus des Flüssigkeitsbades angenommen, wenn mit dem ersten Temperaturfühler eine höhere Ist-Temperatur gemessen wird als mit dem dritten Temperaturfühler. Wie bereits weiter oben erwähnt, wird sich bei Absinken des Niveaus zunächst der obere Bereich stärker erwärmen als der untere Bereich der Heizeinrichtung, so dass das Absinken besonders vorteilhaft durch Vergleich der von dem ersten und drittenAccording to a further embodiment of the invention, a decrease in the liquid level of the liquid bath is assumed when a higher actual temperature is measured with the first temperature sensor than with the third temperature sensor. As already mentioned above, when the level drops, first the upper area will heat up more than the lower area of the heating device, so that the sinking will be particularly advantageous by comparing that of the first and third
Temperaturfühler gemessenen Ist-Temperaturen der Heizeinrichtung festgestellt werden kann.Temperature sensor measured actual temperatures of the heater can be determined.
Bevorzugt wird gegebenenfalls die Heizleistung, die der Heizeinrichtung zugeführt wird, gesenkt oder abgeschaltet, wenn die Differenz der vom ersten und dritten Temperaturfühler gemessenen Ist-Temperaturen größer oder gleich einem vorgegebenen dritten Temperaturwert, insbesondere 15 K, ist. Weiter bevorzugt wird ein Alarmsignal ausgegeben, wenn die Differenz größer oder gleich einem vorgegebenen vierten Temperaturwert, ins- besondere 30 K, ist.If appropriate, the heating power that is supplied to the heating device is lowered or switched off if the difference between the actual temperatures measured by the first and third temperature sensors is greater than or equal to a predetermined third temperature value, in particular 15 K. More preferably, an alarm signal is output when the difference is greater than or equal to a predetermined fourth temperature value, in particular 30 K.
Des weiteren kann ein im Wesentlichen leeres Flüssigkeitsbad angenommen werden, wenn die mit dem ersten und /oder dritten Temperaturfühler gemessenen Ist-Temperaturen der beheizten Heizeinrichtung die mit dem zweiten Temperaturfühler gemessene Ist-Temperatur übersteigen. Bei einem leeren Flüssigkeitsbad wird der zweite Temperaturfühler die im Wesentlichen konstant bleibende Temperatur der Umgebungsluft messen. Demgegenüber messen der erste und gegebenenfalls dritte Temperaturfühler die Ist-Temperaturen der beheizten Heizeinrichtung. Insofern kann mittels des erfindungemäßen Verfahrens allein durch Vergleich der mit dem ersten, zweiten und/ oder dritten Temperaturfühler gemessenen Ist- Temperaturen ein abgesunkenes oder leeres Flüssigkeitsbad detektiert werden. Ein Schwimmer im Flüssigkeitsbad wird nicht mehr benötigt.Furthermore, a substantially empty liquid bath can be assumed if the actual temperatures of the heated heating device measured with the first and / or third temperature sensor exceed the actual temperature measured with the second temperature sensor. With an empty liquid bath, the second temperature sensor will measure the substantially constant ambient air temperature. In contrast, the first and possibly third temperature sensors measure the actual temperatures of the heated heating device. In this respect, by means of erfindungemäßen method alone by comparing the with a sunken or empty liquid bath measured the first, second and / or third temperature sensor measured actual temperatures are detected. A float in the liquid bath is no longer needed.
Besonders bevorzugt wird eine Überprüfung auf ein leeres Flüssigkeitsniveau, wie zuvor beschrieben, bei jedem Einschalten der Heizeinrichtung durchgeführt. Dadurch kann eine Inbetriebnahme bei noch leerem Bad verhindert werden.Particularly preferably, a check for an empty liquid level, as described above, is carried out each time the heating device is switched on. This prevents commissioning while the bath is still empty.
Weiter bevorzugt wird beim Einschalten der Heizeinrichtung überprüft, ob die Heizeinrichtung ordnungsgemäß funktioniert, indem ein kurzer Stromstoß auf die Heizeinrichtung gegeben wird. Melden der erste und dritte Temperaturfühler einen Temperaturanstieg, der zweite dagegen nicht, so kann angenommen werden, dass die Heizeinrichtung ordnungs- gemäß funktioniert.More preferably, when the heater is turned on, a check is made to see if the heater is functioning properly by applying a short burst to the heater. If the first and third temperature sensors report an increase in temperature but the second one does not, then it can be assumed that the heating system is functioning properly.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Umwälzpumpe zur Umwälzung der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbad vorgesehen. Bevorzugt wird damit eine Funktionsüberprüfung der Heizeinrich- tung durchgeführt, indem bei ausgeschalteter Heizeinrichtung die Umwälzpumpe angeschaltet und ermittelt wird, ob die mit dem ersten Temperaturfühler und/ oder dem zweiten Temperaturfühler und/ oder dem dritten Temperaturfühler gemessenen Ist-Temperaturen über einen vorgegebenen Zeitraum nach dem Anschalten der Umwälzpumpe einen rampen- förmigen Anstieg zeigen, der von der Wärmeentwicklung der Umwälzpumpe herrührt.According to a further preferred embodiment of the invention, a circulation pump for circulating the liquid is provided in the liquid bath. A functional check of the heating device is thus preferably carried out by switching on the circulating pump when the heating device is switched off and determining whether the actual temperatures measured with the first temperature sensor and / or the second temperature sensor and / or the third temperature sensor are greater than the predetermined time Turning on the circulation pump show a ramp-shaped rise, which results from the heat development of the circulation pump.
Insbesondere wird die Funktionstüchtigkeit des ersten Temperaturfühlers und des zweiten Temperaturfühlers und gegebenenfalls des dritten Tem- peraturfühlers angenommen, wenn bei noch unbeheizter Heizeinrichtung die gemessenen Ist-Temperaturrampen im Wesentlichen übereinstimmen und/ oder wenn nach vorgegebener Zeit keine Differenz zwischen den gemessenen Ist-Temperaturen besteht.In particular, the functionality of the first temperature sensor and the second temperature sensor and, if appropriate, the third temperature sensor is assumed, if the heater is still unheated the measured actual temperature ramps substantially coincide and / or if there is no difference between the measured actual temperatures after a predetermined time.
Falls eine Diskrepanz zwischen den gemessenen Rampen oder Ist- Temperaturen festgestellt wird, kann nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer die Funktionsüberprüfung des ersten und des zweiten und/ oder des dritten Temperaturfühlers nochmals durchgeführt werden. Falls dann erneut eine Diskrepanz zwischen den Rampen oder Ist-Temperaturen festgestellt wird, wird bevorzugt ein Alarmsignal ausgegeben, insbesondere um den Benutzer über eine mögliche Funktionsuntüchtigkeit der Temperaturfühler zu informieren.If a discrepancy between the measured ramps or actual temperatures is detected, the functional check of the first and the second and / or the third temperature sensor can be carried out again after a predetermined period of time. If then again a discrepancy between the ramps or actual temperatures is detected, an alarm signal is preferably output, in particular to inform the user about a possible malfunction of the temperature sensor.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Brennpunkt der Flüssigkeit von einem Benutzer erfragt, indem der Benutzer aufgefordert wird, den Brennpunkt der Flüssigkeit in eine Steuereinrichtung einzugeben. Alternativ oder ergänzend kann der Benutzer aufgefordert werden, die genaue Bezeichnung der Flüssigkeit in die Steuereinrichtung einzugeben. Bevorzugt sind die Brennpunkte für eine Vielzahl von Flüssigkeiten in der Steuereinrichtung hinterlegt, so dass die Steuereinrichtung den Brennpunkt für die vom Benutzer angegebene Bezeichnung ermitteln kann. Weiter bevorzugt erfolgt eine Plausibilitätsprüfung, ob der eingegebene Brennpunkt dem für die Flüssigkeit in der Steuereinrichtung hinterlegten Brennpunkt entspricht, indem die Brennpunkte miteinander verglichen werden. Gegebenenfalls wird ein Alarmsignal ausgegeben, falls eine Abweichung zwischen dem eingegebenen Brennpunkt und dem hinterlegten Brennpunkt festgestellt wird.According to another preferred embodiment of the invention, the focus of the liquid is requested by a user by prompting the user to enter the focus of the liquid in a controller. Alternatively or additionally, the user may be requested to enter the exact name of the liquid in the control device. Preferably, the focal points for a plurality of liquids are stored in the control device, so that the control device can determine the focal point for the name specified by the user. Further preferably, a plausibility check is made as to whether the input focus corresponds to the focal point stored for the liquid in the control device by comparing the focal points with one another. Optionally, an alarm signal is output if a deviation between the input focus and the stored focus is detected.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, einen Temperatur- fühler in unmittelbarer Nähe zu der Heizeinrichtung anzubringen. Beson- ders bevorzugt sind zwei Fühler vorgesehen, und zwar einer im oberen Bereich der Heizeinrichtung und einer im Bereich des unteren Endes der Heizeinrichtung. Der Badfühler zur Einhaltung der Badtemperatur ist bevorzugt wie üblich in der Nähe der Umwälzpumpe angebracht. Die am Heizkörper angebrachten Temperaturfühler sind bevorzugt so nahe am Heizkörper angebracht, dass die Filmtemperatur des am Heizkörper gebildeten Flüssigkeitsfilms gemessen werden kann. Die Temperaturfühler können insbesondere auch im direkten Kontakt mit dem Heizkörper stehen.The basic idea of the invention is thus to install a temperature sensor in the immediate vicinity of the heating device. special Preferably two sensors are provided, one in the upper part of the heating device and one in the region of the lower end of the heating device. The bath sensor to maintain the bath temperature is preferably mounted as usual in the vicinity of the circulation pump. The temperature sensors mounted on the radiator are preferably mounted so close to the radiator that the film temperature of the liquid film formed on the radiator can be measured. In particular, the temperature sensors can also be in direct contact with the radiator.
Anhand der zwei bzw. drei Messwerte der Temperaturfühler kann nicht nur festgestellt werden, ob eine Überhitzung des Wärmebades auftritt, sondern es kann auch ein Niveauabfall des Bades festgestellt werden. Steigt beispielsweise die festgestellte Temperatur am oberen und am unte- ren Fühler an der Heizeinrichtung stark an, während der Badfühler keinen Temperaturanstieg feststellt, so ist das Bad leer, denn der Badfühler misst die Umgebungstemperatur. Steigt nur die Temperatur am oberen Heizungsfühler an, nicht dagegen am unteren Heizungsfühler, so liegt eine Überhitzung vor, die auf ein Abfallen des Niveaus der Flüssigkeit zurück- zuführen ist.Based on the two or three measured values of the temperature sensor can not only be determined whether an overheating of the heat bath occurs, but it can also be determined a level drop of the bath. If, for example, the temperature detected at the upper and lower sensor on the heating device rises sharply while the bath sensor does not detect a temperature rise, the bath is empty because the bath sensor measures the ambient temperature. If only the temperature on the upper heater sensor rises, but not on the lower heater sensor, then there is overheating, which is due to a drop in the level of the liquid.
Bei Feststellen eines Fehlers, insbesondere einer Überhitzung oder eines Niveauabfalls des Bades wird ein Alarm ausgegeben. Es kann auch vorgesehen sein, die Heizeinrichtung abzuschalten, wobei dies bevorzugt nach einer einstellbaren Zeit erfolgt, so dass eine Bedienperson gegebenenfalls rechtzeitig Flüssigkeit nachfüllen kann und eine Unterbrechung des Prozesses nicht erforderlich ist. Es ist auch möglich, bei Feststellung einer drohenden Überhitzung die Heizleistung abzusenken. Auch dadurch kann eine Unterbrechung des Prozesses vermieden werden. Im Übrigen ist die Heizwendel bei einer besonderen Ausführungsform über das vorgesehene Flüssigkeitsniveau nach oben hinaus geführt und beheizt, wobei die Messung am oberen Ende in diesem Bereich erfolgt. Eine Überhitzung kann dadurch frühzeitig festgestellt werden.Upon detection of an error, in particular overheating or a level drop of the bath, an alarm is issued. It can also be provided to switch off the heating device, wherein this preferably takes place after an adjustable time, so that an operator can optionally top up fluid in good time and an interruption of the process is not required. It is also possible to lower the heating power when a threat of overheating. This can also be an interruption of the process can be avoided. Incidentally, the heating coil is in a particular embodiment of the intended Liquid level led out and heated, the measurement is made at the upper end in this area. Overheating can be detected early.
Nach einem weiteren Gedanken kann beim Einschalten des Bades ein Sicherheitscheck durchgeführt werden, ob die Heizung ordnungsgemäß funktioniert, ohne dass die Temperierung gestartet werden muss. Hierfür wird ein kurzer Stromstoß auf die Heizung gegeben. Melden der obere und der untere Temperaturfühler an der Heizeinrichtung einen Temperaturan- stieg, der Badfühler dagegen nicht, so ist die Heizung in Ordnung. Es wird dann ein Signal ausgegeben, dass das Bad leer ist.According to another idea, when the bath is switched on, a safety check can be carried out as to whether the heating is working properly without having to start the temperature control. For this purpose, a short power surge is given to the heater. If the upper and lower temperature sensors on the heater indicate an increase in temperature but the bath sensor does not, then the heating is OK. A signal is then issued that the bath is empty.
Alle geschilderten Maßnahmen können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All the measures described can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to advantageous embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 schematisch eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,1 shows schematically a first variant of a device according to the invention,
Fig. 2 schematisch eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.Fig. 2 shows schematically a further variant of a device according to the invention.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 10 weist eine Heizeinrichtung 12, einen ersten Temperaturfühler 16, einen zweiten Temperaturfühler 14, eine Steuereinrichtung 18 und eine Umwälzpumpe 20 auf. Die Heizeinrichtung 12 und die Umwälzpumpe 20 sind in einem Behälter 22 für ein Flüssig- keitsbad 24 angeordnet. Ferner sind der zweite Temperaturfühler 14 an der Umwälzpumpe 20 und der erste Temperaturfühler 16 in einem oberen Bereich unmittelbar an der Heizeinrichtung 12 angeordnet.The device 10 shown in FIG. 1 has a heating device 12, a first temperature sensor 16, a second temperature sensor 14, a control device 18 and a circulation pump 20. The heating device 12 and the circulating pump 20 are arranged in a container 22 for a liquid bath 24. Furthermore, the second temperature sensor 14 on the circulation pump 20 and the first temperature sensor 16 are arranged in an upper region directly on the heater 12.
Die Steuereinrichtung 18 umfasst eine Regeleinrichtung 26, einen Mikro- prozessor 28, einen Speicher 30, eine Eingabeeinrichtung 32, bei der es sich beispielsweise um eine Tastatur handelt, und eine Ausgabeeinrichtung 34, bei der es sich beispielsweise um einen Bildschirm handelt.The control device 18 comprises a control device 26, a microprocessor 28, a memory 30, an input device 32, which is, for example, a keyboard, and an output device 34, which is, for example, a screen.
Die Heizeinrichtung 12, der erste Temperaturfühler 16, der zweite Tempe- raturfühler 14 und die Umwälzpumpe 20 sind mittels elektrischer Leitungen 36, 38, 40, 42 jeweils mit der Steuereinrichtung 18 verbunden, so dass diese von der Steuereinrichtung 18 angesteuert und/oder bestromt werden können.The heating device 12, the first temperature sensor 16, the second temperature sensor 14 and the circulation pump 20 are each connected to the control device 18 by means of electrical lines 36, 38, 40, 42, so that these are controlled and / or energized by the control device 18 can.
Es ist insbesondere vorgesehen, das Flüssigkeitsbad 24 bis zu einem vorgesehenen Flüssigkeitsniveau 44 mit Flüssigkeit zu füllen. Dann sind die Heizeinrichtung 12 und die Umwälzpumpe 20 vollständig im Flüssigkeitsbad 24 eingetaucht. Die Heizeinrichtung 12 kann mit ihrem oberen Ende aber auch über das vorgesehene Flüssigkeitsniveau etwas herausragen, und der erste Temperaturfühler kann in diesem außerhalb des Flüssigkeitsbades liegenden Bereich der Heizeinrichtung 12 angeordnet sein.In particular, it is provided to fill the liquid bath 24 with liquid up to a designated liquid level 44. Then, the heater 12 and the circulation pump 20 are completely submerged in the liquid bath 24. The heater 12 may protrude somewhat with its upper end but also about the intended liquid level, and the first temperature sensor may be arranged in this lying outside of the liquid bath region of the heater 12.
Ein Benutzer der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 kann in die Steuereinrichtung 18 über die Eingabeeinrichtung 32 eingeben, auf weiche Tem- peratur die Flüssigkeit im Flüssigkeitsbad 24 erwärmt werden soll. Ferner kann der Benutzer über die Eingabeeinrichtung 32 den Brennpunkt der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbad 24 eingeben.A user of the device 10 according to the invention can input into the control device 18 via the input device 32, to which temperature the liquid in the liquid bath 24 is to be heated. Furthermore, the user can enter the focal point of the liquid in the liquid bath 24 via the input device 32.
Anschließend wird zunächst von der Steuereinheit 18 die Umwälzpumpe 20 eingeschaltet, so dass das Flüssigkeitsbad 24 umgewälzt wird. Dann regelt die Regeleinrichtung 26 die Heizeinrichtung 12 durch Zuführung von elektrischer Heizleistung und unter Verwendung der mittels des zweiten Temperaturfühlers 14 gemessenen Ist-Temperatur des Flüssigkeitsbades 24 so, dass dieses auf die vom Benutzer angegebene Soll-Temperatur erhitzt wird. Dabei überwacht die Regeleinrichtung 26 die Ist-Temperatur der Heizeinrichtung 12 mittels des ersten Temperaturfühlers 16.Subsequently, the circulating pump 20 is first switched on by the control unit 18, so that the liquid bath 24 is circulated. Then The control device 26 regulates the heating device 12 by supplying electrical heating power and using the measured by means of the second temperature sensor 14 actual temperature of the liquid bath 24 so that it is heated to the specified by the user target temperature. In this case, the control device 26 monitors the actual temperature of the heating device 12 by means of the first temperature sensor 16.
Insbesondere kann die an der Heizeinrichtung 12 mittels des ersten Temperaturfühlers 16 gemessene Ist-Temperatur höher sein als die mit dem zweiten Temperaturfühler 14 gemessene Ist-Temperatur, die im Wesentlichen aufgrund der Umwälzung des Flüssigkeitsbades 24 einer mittleren Temperatur des Flüssigkeitsbades 24 entspricht. Insofern kann es möglich sein, dass zur Erwärmung des Flüssigkeitsbades 24 die Ist- Temperatur der Heizeinrichtung 12 so ansteigt, dass diese in die Nähe des Brennpunkts des Flüssigkeitsbades 24 gelangt. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn die Soll-Temperatur in der Nähe des Brennpunkts liegt.In particular, the actual temperature measured at the heating device 12 by means of the first temperature sensor 16 may be higher than the actual temperature measured with the second temperature sensor 14, which essentially corresponds to an average temperature of the liquid bath 24 due to the circulation of the liquid bath 24. In this respect, it may be possible for the heating of the liquid bath 24, the actual temperature of the heater 12 rises so that it comes close to the focal point of the liquid bath 24. This may be the case, in particular, when the desired temperature is near the focal point.
Die Regeleinrichtung 26 ist so ausgebildet, dass diese ein Steuersignal ausgibt, das eine Herabsenkung oder gegebenenfalls auch eine Abschaltung der Zufuhr der Wärmeleistung an die Heizeinrichtung 12 auslöst, wenn die mittels des ersten Temperaturfühlers 16 gemessene Ist- Temperatur der Heizeinrichtung 12 eine vorgegebene Maximaltemperatur übersteigt.The control device 26 is designed so that it outputs a control signal which triggers a lowering or possibly also a shutdown of the supply of heat output to the heater 12 when the measured by the first temperature sensor 16 actual temperature of the heater 12 exceeds a predetermined maximum temperature.
Die Maximaltemperatur wird dabei von dem Prozessor 28 anhand des vom Benutzer spezifizierten Brennpunkts des Flüssigkeitsbades 24 festgelegt, beispielsweise so, dass diese 15 K unterhalb des Brennpunkts liegt. Durch das Steuersignal wird somit sichergestellt, dass die Ist-Temperatur der Heizeinrichtung 12 bei Erreichen der Maximaltemperatur gesenkt wird und der Brennpunkt des Flüssigkeitsbades 24 nicht erreicht wird. Eine Entflammung des Flüssigkeitsbades 24 wird damit vermieden.The maximum temperature is determined by the processor 28 based on the user-specified focal point of the liquid bath 24, for example, so that this 15 K is below the focal point. The control signal thus ensures that the actual temperature of the heating device 12 is lowered when the maximum temperature is reached and the focus of the liquid bath 24 is not reached. Ignition of the liquid bath 24 is thus avoided.
Die Regeleinrichtung 26 ist ferner so ausgebildet, dass diese eine Absen- kung bzw. Abschaltung der Heizleistung, die der Heizeinrichtung 12 zugeführt wird, auslöst, wenn die Differenz zwischen der mit dem ersten Temperaturfühler 16 gemessenen Ist-Temperatur und der mit dem zweiten Temperaturfühler 14 gemessenen Ist-Temperatur einen bestimmten Wert, beispielsweise 15 K oder 30 K, übersteigt. Damit wird sichergestellt, dass keine zu hohe Temperaturdifferenz zwischen der Heizeinrichtung 12 und dem damit beheizten Flüssigkeitsbad 24 auftritt. Insbesondere wird durch diese Maßnahme ein Überschießen der Ist-Temperatur über die vom Benutzer vorgegebene Soll-Temperatur vermieden.The control device 26 is further configured such that it triggers a reduction or deactivation of the heating power which is supplied to the heating device 12 when the difference between the actual temperature measured by the first temperature sensor 16 and that with the second temperature sensor 14 measured actual temperature exceeds a certain value, for example 15 K or 30 K. This ensures that no too high temperature difference occurs between the heating device 12 and the liquid bath 24 heated with it. In particular, this measure avoids overshooting the actual temperature above the setpoint temperature specified by the user.
Des weiteren ist die Steuereinrichtung 18 dazu ausgebildet, ein Fehlersignal über die Ausgabeeinrichtung 34 auszugeben, wenn die Differenz zwischen der mit dem zweiten Temperaturfühler 14 gemessenen Ist- Temperatur und der mit dem ersten Temperaturfühler 16 gemessenen Ist- Temperatur einen bestimmten positiven Wert übersteigt. Prinzipiell sollte bei beheizter Heizeinrichtung 12 die mit dem ersten Temperaturfühler 16 gemessene Ist-Temperatur größer sein als die Ist-Temperatur des Flüssigkeitsbades 24, die mit dem zweiten Temperaturfühler 14 gemessen wird. Insofern kann ein Fehler bzw. eine Fehlfunktion des ersten und/ oder zweiten Temperaturfühlers 14, 16 angenommen werden, wenn diese Diffe- renz unter Berücksichtigung eines Toleranzbereichs den bestimmtenFurthermore, the control device 18 is adapted to output an error signal via the output device 34 when the difference between the measured with the second temperature sensor 14 actual temperature and the measured with the first temperature sensor 16 actual temperature exceeds a certain positive value. In principle, the measured with the first temperature sensor 16 actual temperature should be greater than the actual temperature of the liquid bath 24, which is measured with the second temperature sensor 14 in heated heater 12. In this respect, an error or a malfunction of the first and / or second temperature sensor 14, 16 can be assumed if this difference, taking into account a tolerance range, determines the particular one
Wert, beispielsweise 3 K, übersteigt. Insbesondere kann in diesem Fall die Steuereinrichtung 18 ein Alarmsignal über die Ausgabeeinrichtung 34 ausgeben, um den Benutzer auf eine mögliche Fehlfunktion der Temperaturfühler 14, 16 hinzuweisen. Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung 50 weist die von der Vorrichtung 10 bekannten Elemente auf, für die in Fig. 2 dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Des Weiteren weist die Vorrichtung 50 einen dritten Temperaturfühler 52 auf, der über die elektrischen Leitungen 54 mit der Steu- ereinrichtung 18 verbunden ist, so dass dieser von der Steuereinrichtung 18 angesteuert und/ oder bestromt werden kann. Der dritte Temperaturfühler 52 ist im unteren Bereich unmittelbar an der Heizeinrichtung 12 angeordnet.Value, for example 3 K, exceeds. In particular, in this case, the controller 18 may issue an alarm signal via the output device 34 to alert the user to a possible malfunction of the temperature sensors 14, 16. The device 50 shown in Fig. 2 comprises the elements known from the device 10, for which in Fig. 2, the same reference numerals are used. Furthermore, the device 50 has a third temperature sensor 52, which is connected via the electrical lines 54 to the control device 18, so that it can be controlled and / or energized by the control device 18. The third temperature sensor 52 is arranged directly on the heater 12 in the lower area.
Die Vorrichtung 50 führt die weiter oben in Bezug auf die Vorrichtung 10 beschriebenen Maßnahmen aus, um mittels des ersten und zweiten Temperaturfühlers 14, 16 das Flüssigkeitsbad 24 auf Überhitzung zu überwachen. Ferner vergleicht die Regeleinrichtung 26 bei der Vorrichtung 50 die Ist-Temperatur der Heizeinrichtung 12, die mit dem dritten Temperatur- fühler 52 gemessen wird, mit der Ist-Temperatur des Flüssigkeitsbades 24, die mit dem zweiten Temperaturfühler 14 gemessen wird, und gibt ein Steuersignal aus, das eine Herabsenkung oder Abschaltung der Heizleistung, die der Heizeinrichtung 12 zugeführt wird, auslöst, wenn die Differenz der gemessenen Ist-Temperaturen einen bestimmten Wert, beispiels- weise 15 K, überschreitet. Dadurch kann zusätzlich zur Überwachung der Heizeinrichtung mit dem ersten Temperaturfühler 16 eine Redundanz erreicht werden.The device 50 carries out the measures described above in relation to the device 10 in order to monitor the liquid bath 24 for overheating by means of the first and second temperature sensors 14, 16. Further, in the apparatus 50, the controller 26 compares the actual temperature of the heater 12 measured with the third temperature sensor 52 with the actual temperature of the liquid bath 24 measured with the second temperature sensor 14, and outputs a control signal which triggers a reduction or deactivation of the heating power, which is supplied to the heating device 12, when the difference of the measured actual temperatures exceeds a certain value, for example 15 K. As a result, redundancy can be achieved in addition to the monitoring of the heating device with the first temperature sensor 16.
Auch kann die Regeleinrichtung 26 die mittels des ersten Temperaturfüh- lers 16 und des dritten Temperaturfühlers 52 gemessenen Ist- Temperaturen miteinander vergleichen und in Abhängigkeit der Differenz dieser Ist-Temperaturen ein Steuersignal ausgeben. Hierbei kann insbesondere eine Herabsetzung der der Heizeinrichtung 12 zugeführten Heizleistung bewirkt werden, wenn diese Differenz einen bestimmten Wert, beispielsweise 15 K oder 30 K, übersteigt, um einer Überhitzung im oberen Bereich der Heizeinrichtung 12 entgegenzuwirken.The control device 26 can also compare the actual temperatures measured by means of the first temperature sensor 16 and the third temperature sensor 52 and output a control signal as a function of the difference between these actual temperatures. In this case, in particular a reduction of the heater 12 supplied heating power can be effected, if this difference has a certain value, For example, 15 K or 30 K, to counteract overheating in the upper region of the heater 12.
Die Regeleinrichtung 26 kann dabei insbesondere so ausgelegt sein, dass mit höchster Priorität vermieden wird, dass eine an der Heizeinrichtung 12 mittels des ersten oder dritten Temperaturfühlers 16, 52 gemessene Ist-Temperatur den Brennpunkt der Flüssigkeit erreicht und dass insbesondere ein Alarm- und/ oder Steuersignal ausgelöst wird, welches eine Herabsetzung der der Heizeinrichtung 12 zugeführten Heizleistung aus- löst, wenn eine an der Heizeinrichtung 12 gemessene Ist-Temperatur die vorgegebene Maximaltemperatur erreicht oder übersteigt.The control device 26 may in particular be designed so that it is avoided with the highest priority that measured at the heater 12 by means of the first or third temperature sensor 16, 52 actual temperature reaches the focal point of the liquid and that in particular an alarm and / or Control signal is triggered, which triggers a reduction in the heating device 12 supplied heating power when a measured at the heater 12 actual temperature reaches or exceeds the predetermined maximum temperature.
Mit zweithöchster Priorität kann die Regeleinrichtung 26 ein Alarm- und oder Steuersignal auslösen, welches insbesondere die der Heizeinrichtung 12 zugeführte Heizleistung senkt, wenn die Differenz zwischen der Ist- Temperatur der Heizeinrichtung 12, welche mit dem ersten Temperaturfühler 16 gemessen wird, und der Ist-Temperatur des Flüssigkeitsbades 24, welche mit dem zweiten Temperaturfühler 14 gemessen wird, einen vorgegeben Wert, beispielsweise 15 K, übersteigt. Die zweithöchste Priori- tat kann dabei auch nur optional von der Regeleinrichtung 26 berücksichtigt werden.With the second highest priority, the control device 26 can trigger an alarm and / or control signal which, in particular, lowers the heating power supplied to the heating device 12, when the difference between the actual temperature of the heating device 12, which is measured with the first temperature sensor 16, and the actual temperature. Temperature of the liquid bath 24, which is measured with the second temperature sensor 14 exceeds a predetermined value, for example, 15 K exceeds. The second highest priority can also be taken into account only optionally by the control device 26.
Mit dritthöchster Priorität regelt außerdem die Regeleinrichtung 26 die Heizeinrichtung 12 derart, dass eine Erhitzung des Flüssigkeitsbades 24 auf die vom Benutzer vorgegebene Soll -Temperatur erfolgt.With third highest priority also controls the controller 26, the heater 12 such that heating of the liquid bath 24 is carried out to the predetermined by the user target temperature.
Das Flüssigkeitsniveau des Flüssigkeitsbades 24 kann von dem vorgesehenen Flüssigkeitsniveau 44 abweichen. Beispielsweise kann das Flüssigkeitsbad ein abgesunkenes Flüssigkeitsniveau 56 aufweisen. Beim abge- sunkenen Flüssigkeitsniveau 56 wird der obere Bereich der Heizeinrich- tung 12, in dem der erste Temperaturfühler 16 angeordnet ist, nicht mehr von Flüssigkeit umspült. Vielmehr wird dieser Bereich von der Umgebungsluft umgeben. Die von der Heizeinrichtung 12 erzeugte Wärme wird schlechter an die Umgebungsluft als an die Flüssigkeit abgegeben. Da- durch wird sich der obere Bereich der Heizeinrichtung 12 stärker erwärmen als der unter Bereich der Heizeinrichtung 12, welcher von Flüssigkeit umspült ist. Bei abgesunkenem Flüssigkeitsniveau 56 wird daher der erste Temperaturfühler 16 eine höhere Ist-Temperatur anzeigen als der dritte Temperaturfühler 52.The liquid level of the liquid bath 24 may deviate from the intended liquid level 44. For example, the liquid bath may have a lowered liquid level 56. When the liquid level 56 is lowered, the upper area of the heating tion 12, in which the first temperature sensor 16 is arranged, no longer surrounded by liquid. Rather, this area is surrounded by the ambient air. The heat generated by the heater 12 is dissipated less to the ambient air than to the liquid. As a result, the upper region of the heating device 12 will heat up more than that under the region of the heating device 12, which is surrounded by liquid. When the liquid level 56 has dropped, therefore, the first temperature sensor 16 will display a higher actual temperature than the third temperature sensor 52.
Dies macht sich die Steuereinrichtung 18 zu Nutze, indem diese ein Absinken des Flüssigkeitsniveaus annimmt, wenn mit dem ersten Temperaturfühler 16 eine höhere Ist-Temperatur gemessen wird als mit dem dritten Temperaturfühler 52. Insbesondere löst die Regeleinrichtung 26 eine Absenkung oder Abschaltung der der Heizeinrichtung 12 zugeführten elektrischen Heizleistung aus, wenn die Differenz der vom ersten und dritten Temperaturfühler gemessenen Ist-Temperaturen größer oder gleich einem vorgegebenen Temperaturwert ist, der beispielsweise 15 K oder mehr beträgt. Auch kann die Regeleinrichtung 26 ein Alarmsignal über die Ausgabeeinrichtung 34 ausgeben, um damit dem Benutzer anzuzeigen, dass vermutlich das Flüssigkeitsniveau abgesunken ist.This makes use of the control device 18 in that it assumes a decrease in the liquid level, when with the first temperature sensor 16, a higher actual temperature is measured than with the third temperature sensor 52. In particular, the control device 26 triggers a reduction or shutdown of the heater 12th supplied electric heating power when the difference of the measured from the first and third temperature sensor actual temperatures is greater than or equal to a predetermined temperature value, for example, 15 K or more. Also, the controller 26 may output an alarm signal via the output device 34 to indicate to the user that the liquid level has presumably dropped.
Des weiteren kann es vorkommen, dass die Vorrichtung 50 bei im Wesentlichen leerem Flüssigkeitsbad 24 betrieben wird. Dann werden alle drei Temperaturfühler 14, 16, 52 von der Umgebungsluft umspült. Bei beheizter Heizeinrichtung 12 werden die mittels des ersten Temperaturfühlers 16 und des dritten Temperaturfühlers 52 gemessenen Ist-Temperaturen daher ansteigen, wohingegen mit dem zweiten Temperaturfühler 14 die im Wesentlichen konstante Temperatur der Umgebungsluft gemessen wird. Diese Kriterien werden von der Regeleinrichtung 26 verwendet, um ein leeres Flüssigkeitsbad zu erkennen. Insbesondere löst die Regeleinrichtung 26 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit nachdem diese ein Trockengehen des Flüssigkeitsbades 24 annimmt, ein Steuersignal aus, um die Heizeinrichtung abzuschalten. Zudem kann die Regeleinrichtung 26 dazu ausgebildet sein, ein Alarmsignal für einen Benutzer auszugeben, um diesem anzuzeigen, dass das Flüssigkeitsbad 24 leer ist, und diesen gegebenenfalls auffordern, Flüssigkeit nachzufüllen.Furthermore, it may happen that the device 50 is operated at substantially empty liquid bath 24. Then all three temperature sensors 14, 16, 52 are surrounded by the ambient air. When the heating device 12 is heated, the actual temperatures measured by the first temperature sensor 16 and the third temperature sensor 52 will therefore increase, whereas the second temperature sensor 14 will measure the substantially constant ambient air temperature. These criteria are used by the controller 26 to set a to recognize empty liquid bath. Specifically, after a predetermined time has elapsed after it assumes a dry-start of the liquid bath 24, the controller 26 triggers a control signal to turn off the heater. In addition, the controller 26 may be configured to issue an alarm signal to a user to indicate that the liquid bath 24 is empty, possibly requesting it to replenish liquid.
Die Regeleinrichtung 26 ist bevorzugt dazu ausgebildet, den oben be- schriebenen Test auf Trockengehen oder auf Absinken des Flüssigkeitsniveaus vor dem Beginn einer Temperierung der Heizeinrichtung 12 durchzuführen. Dadurch kann ein Benutzer bereits bei Temperierbeginn auf ein abgesunkenes bzw. leeres Flüssigkeitsbad 24 hingewiesen werden.The control device 26 is preferably designed to carry out the above-described test for dry running or for a drop in the liquid level before the start of a temperature control of the heating device 12. As a result, a user can be alerted to a sunken or empty liquid bath 24 already at the beginning of the tempering process.
Ferner kann die Regeleinrichtung 26 so ausgebildet sein, dass vor Inbetriebnahme der Heizeinrichtung 12 getestet wird, ob die Temperaturfühler 14, 16, 52 ordnungsgemäß funktionieren. Dazu wird die Umwälzpumpe 20 eingeschaltet und es werden die Ist-Temperaturen mittels der drei Temperaturfühler 14, 16, 52 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit nach dem Einschalten der Pumpe 20, beispielsweise nach 10 Sekunden, ermittelt. Die drei Temperaturfühler 14, 16, 52 sollten dann im Wesentlichen die gleiche Temperatur und/ oder über die vorgegebene Zeit dieselbe Temperaturrampe anzeigen, da das Flüssigkeitsbad 24 von der Umwälzpumpe 20 erwärmt wird. Falls eine Abweichung der von den drei Temperaturfüh- lern 14, 16, 52 angezeigten Ist-Temperaturen über einen festgelegten Vertrauensbereich, beispielsweise 3 K, hinaus festgestellt wird, kann die Regeleinrichtung 26 so ausgelegt sein, dass diese nach Ablauf einer weiteren Zeitspanne die Ist-Temperaturen oder Rampen mit den drei Temperaturfühlern erneut misst. Falls die drei Ist-Temperaturen oder Rampen dann immer noch nicht übereinstimmen, wird angenommen, dass zumindest einer der Temperaturfühler 14, 16, 52 funktionsuntüchtig ist und die Steuereinrichtung 18 gibt mittels der Ausgabeeinrichtung 34 eine entsprechende Fehlermeldung an den Benutzer aus.Further, the controller 26 may be configured to test before starting up the heater 12 whether the temperature sensors 14, 16, 52 are functioning properly. For this purpose, the circulation pump 20 is turned on and the actual temperatures are determined by means of the three temperature sensors 14, 16, 52 after a predetermined time has elapsed after switching on the pump 20, for example after 10 seconds. The three temperature sensors 14, 16, 52 should then display substantially the same temperature and / or the same temperature ramp over the predetermined time, since the liquid bath 24 is heated by the circulation pump 20. If a deviation of the actual temperatures indicated by the three temperature sensors 14, 16, 52 is established beyond a defined confidence interval, for example 3 K, then the control device 26 can be designed such that, after a further period of time has elapsed, it Measure temperatures or ramps with the three temperature sensors again. If the three actual temperatures or ramps still do not match then it is assumed that at least one of the temperature sensors 14, 16, 52 is malfunctioning and the control device 18 outputs an appropriate error message to the user by means of the output device 34.
Wie bereits erwähnt, kann der Benutzer einerseits die Soll-Temperatur, auf die das Flüssigkeitsbad 24 erwärmt werden soll, angeben. Andererseits wird der Benutzer von der Steuereinrichtung 18 aufgefordert, den Brennpunkt für die Flüssigkeit im Flüssigkeitsbad 24 einzugeben. Der Benutzer kann ferner von der Steuereinrichtung 18 aufgefordert werden, eine genaue Bezeichnung für die Flüssigkeit, die sich im Flüssigkeitsbad 24 befindet, einzugeben. Auf dem Speicher 30 kann eine Zuordnung zwischen genauen Bezeichnungen einer Vielzahl von Flüssigkeiten und deren Brennpunkten hinterlegt sein. Der Prozessor 28 kann dann mittels der vom Benutzer angegebenen Bezeichnung den hierfür auf dem Speicher 30 gespeicherten Brennpunkt auslesen und diesen mit dem vom Benutzer eingegeben Brennpunkt vergleichen. Hierdurch kann eine Plausibilitäts- überprüfung erfolgen, ob der Benutzer tatsächlich den korrekten Brennpunkt eingegeben hat. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 18 mittels der Ausgabeeinrichtung 34 ein Alarmsignal an den Benutzer ausge- ben, falls eine Diskrepanz zwischen dem eingegebenen und dem hinterlegten Brennpunkt festgestellt wird. As already mentioned, the user can, on the one hand, specify the desired temperature to which the liquid bath 24 is to be heated. On the other hand, the user is prompted by the control device 18 to enter the focal point for the liquid in the liquid bath 24. The user may also be prompted by the controller 18 to enter an exact name for the liquid that is in the liquid bath 24. On the memory 30, an association between exact designations of a plurality of liquids and their focal points can be stored. The processor 28 may then read out by means of the name indicated by the user the focus stored for this purpose on the memory 30 and compare this with the focal point entered by the user. This allows a plausibility check to be made as to whether the user has actually entered the correct focus. In particular, the control device 18 can output an alarm signal to the user by means of the output device 34, if a discrepancy between the entered and the stored focal point is determined.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Vorrichtung10 device
12 Heizeinrichtung12 heating device
14 zweiter Temperaturfühler14 second temperature sensor
16 erster Temperaturfühler16 first temperature sensor
18 Steuereinrichtung18 control device
20 Umwälzpumpe20 circulation pump
22 Behälter22 containers
24 Flüssigkeitsbad24 liquid bath
26 Regeleinrichtung26 control device
28 Mikroprozessor28 microprocessor
30 Speicher30 memory
32 Eingabeeinrichtung32 input device
34 Ausgabeeinrichtung34 output device
36 elektrische Leitung36 electrical line
38 elektrische Leitung38 electrical line
40 elektrische Leitung40 electrical line
42 elektrische Leitung42 electrical line
44 Flüssigkeitsniveau44 liquid level
50 Vorrichtung50 device
52 dritter Temperaturfühler52 third temperature sensor
54 elektrische Leitung54 electrical line
56 abgesunkenes Flüssigkeitsniveau 56 dropped liquid level

Claims

Pate ntansprüc he Pate ntansprüc he
1. Verfahren zum Betreiben eines mit einer Heizeinrichtung (12), insbesondere einer elektrischen Widerstandsheizung, beheizten Flüssigkeitsbades (24), insbesondere zum Überwachen auf Überhitzung und/ oder Absinken des Flüssigkeitsniveaus, bei welchem mittels eines Temperaturfühlers (16) eine Ist-Temperatur ermittelt und in Abhängigkeit von der mit dem Temperaturfühler (16) gemessenen1. A method for operating a heated by a heater (12), in particular an electrical resistance heating, heated liquid bath (24), in particular for monitoring for overheating and / or lowering of the liquid level, wherein by means of a temperature sensor (16) determines an actual temperature and depending on the measured with the temperature sensor (16)
Ist-Temperatur ein Alarm- und/ oder Steuersignal ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Temperaturfühlers (16) die Ist-Temperatur der Heizeinrichtung (12) oder im Bereich der Heizeinrichtung (12) ermittelt wird.Is-temperature an alarm and / or control signal is output, characterized in that by means of the temperature sensor (16), the actual temperature of the heating device (12) or in the region of the heating device (12) is determined.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Alarm- und/oder Steuersignal ausgegeben wird, wenn die mit dem Temperaturfühler (16) ermittelte Ist-Temperatur der Heizeinrichtung (12) eine vorgegebene Maximaltemperatur, insbesondere eine um einen bestimmten Betrag unterhalb des Brennpunkts des Flüssigkeitsbades liegende Temperatur, übersteigt.2. The method according to claim 1, characterized in that an alarm and / or control signal is output when the with the temperature sensor (16) detected actual temperature of the heater (12) has a predetermined maximum temperature, in particular one by a certain amount below the Focal point of the liquid bath lying temperature exceeds.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem weiteren Temperaturfühler (14) die Ist-Temperatur des3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that with a further temperature sensor (14), the actual temperature of
Flüssigkeitsbades (24) ermittelt wird. Liquid bath (24) is determined.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Alarm- und/ oder Steuersignal ausgegeben wird, wenn die mit dem ersten Temperaturfühler (16) gemessene Ist-Temperatur der Heizeinrichtung (12) die mit dem zweiten Temperaturfühler (14) gemessene Ist-Temperatur des Flüssigkeitsbades (24) um einen vorgegebenen ersten Temperaturwert und /oder einen zweiten Temperaturwert übersteigt.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an alarm and / or control signal is output when measured with the first temperature sensor (16) actual temperature of the heater (12) measured with the second temperature sensor (14) Actual temperature of the liquid bath (24) exceeds a predetermined first temperature value and / or a second temperature value.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Alarm- und/ oder Steuersignal, insbesondere ein Fehlersignal, ausgegeben wird, wenn die mit dem zweiten Temperaturfühler (14) gemessene Ist-Temperatur des Flüssigkeitsbades (24) die mit dem ersten Temperaturfühler (16) gemessene Ist-Temperatur der Heizeinrichtung (12) um einen vorgegebenen Temperaturwert übersteigt.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an alarm and / or control signal, in particular an error signal is output when the measured with the second temperature sensor (14) actual temperature of the liquid bath (24) with the first Temperature sensor (16) measured actual temperature of the heater (12) exceeds by a predetermined temperature value.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Temperatur der Heizeinrichtung mittels des ersten Temperaturfühlers (16) in einem oberen Bereich der Heizeinrichtung (12) und mittels eines dritten Temperaturfühlers (52) zusätzlich die Ist- Temperatur der Heizeinrichtung (12) in einem unteren Bereich der Heizeinrichtung (12) ermittelt wird und dass ein Alarm- und /oder Steuersignal ausgegeben wird in Abhängigkeit der Differenz der vom ersten und dritten Temperaturfühler (16, 52) gemessenen Ist- Temperaturen und/oder dass ein Alarm- und/oder Steuersignal ausgegeben wird in Abhängigkeit der Differenz der vom zweiten und dritten Temperaturfühler (14, 52) gemessenen Ist-Temperaturen. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the actual temperature of the heater by means of the first temperature sensor (16) in an upper region of the heater (12) and by means of a third temperature sensor (52) additionally the actual temperature of the heater (12) in a lower region of the heating device (12) is determined and that an alarm and / or control signal is output depending on the difference of the first and third temperature sensors (16, 52) measured actual temperatures and / or an alarm - And / or control signal is output depending on the difference of the second and third temperature sensor (14, 52) measured actual temperatures.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absinken des Flüssigkeitsniveaus des Flüssigkeitsbades (24) angenommen wird, wenn mit dem ersten Temperaturfühler (16) eine höhere Ist-Temperatur gemessen wird als mit dem dritten Temperaturfühler (52).7. The method according to claim 6, characterized in that a decrease in the liquid level of the liquid bath (24) is assumed when with the first temperature sensor (16) a higher actual temperature is measured than with the third temperature sensor (52).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein leeres Flüssigkeitsbad (24) angenommen wird, wenn die mit dem ersten und/oder dritten Temperaturfühler (16, 52) gemessenen Ist- Temperaturen die mit dem zweiten Temperaturfühler (14) gemessene Ist-Temperatur um einen vorgegebenen Wert übersteigen.8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that an empty liquid bath (24) is assumed when the measured with the first and / or third temperature sensor (16, 52) actual temperatures with the second temperature sensor (14 ) measured actual temperature exceed by a predetermined value.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, eine Funktionsüberprüfung der Heizeinrichtung (12) durchgeführt wird, indem vor dem eigentlichen Einschalten der Heizeinrichtung (12) ein kurzer Stromstoß auf die Heizeinrichtung (12) gegeben wird, wobei angenommen wird, dass die Heizeinrichtung (12) ordnungsgemäß funktioniert, wenn der erste und gegebenenfalls der dritte Temperaturfühler (16, 52) einen Temperaturanstieg zeigen und der zweite Temperaturfühler (14) keinen Temperaturanstieg zeigt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a functional check of the heating device (12) is carried out by applying a short current pulse to the heating device (12) before the actual switching on of the heating device (12), it being assumed that the heating device (12) functions properly when the first and possibly the third temperature sensor (16, 52) show a rise in temperature and the second temperature sensor (14) shows no increase in temperature.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionsüberprüfung durchgeführt wird, indem bei ausgeschalteter Heizeinrichtung (12) die Umwälzpumpe (20) angeschaltet wird und die mit dem ersten Temperaturfühler (14) und/ oder dem zweiten Temperaturfühler (16) und/ oder dem dritten Temperaturfühler (52) gemessenen Ist-Temperaturen ermittelt werden, und dass ein Alarm- und/ oder Steuersignal erzeugt wird, wenn die mit dem ersten und zweiten Temperaturfühler (14, 16) gemessenen Ist-Temperaturen und gegebenenfalls die mit dem dritten Temperaturfühler (14, 52) gemessene Ist-Temperatur keinen im Wesentlichen übereinstimmenden Anstieg zeigen und/ oder wenn nach einer vorgegebenen Zeit zwischen mindestens zwei der Ist-Temperaturen eine Differenz besteht, die einen vorgegebenen Wert übersteigt.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a function check is performed by the heating pump (20) is switched off when the heater (12) and the with the first temperature sensor (14) and / or the second temperature sensor (16) and / or the third temperature sensor (52) measured actual temperatures are determined, and that an alarm and / or control signal is generated when measured with the first and second temperature sensors (14, 16) actual temperatures and optionally the actual temperature measured with the third temperature sensor (14, 52) does not show a substantially coincident increase and / or if, after a predetermined time, there is a difference between at least two of the actual temperatures that exceeds a predetermined value.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (12) nach einer vorgegebenen Zeit eingeschaltet und überprüft wird, ob sich die Temperaturrampen verändern, und dass ein Alarm- und/oder Steuersignal ausgegeben wird, wenn sich keine Änderung einstellt.11. The method according to claim 10, characterized in that the heating device (12) is turned on after a predetermined time and checked whether the temperature ramps change, and that an alarm and / or control signal is output when no change occurs.
12. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Plausibilitätsprüfung erfolgt, indem der Benutzer aufgefordert wird, den Brennpunkt der Flüssigkeit und deren Bezeichnung in eine Steuereinrichtung (18) einzugeben, und der eingegebene Brennpunkt mit dem in der Steuereinrichtung (18) für die Flüssigkeit unter der eingegebenen Bezeichnung hinterlegten Brennpunkt vergli- chen wird, und dass ein Alarmsignal ausgegeben wird, falls eine12. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plausibility check is carried out by the user is prompted to enter the focus of the liquid and its name in a control device (18), and the input focus with the in the control device (18 ) for the liquid under the name entered, and that an alarm signal is output, if any
Abweichung zwischen dem eingegebenen Brennpunkt und dem hinterlegten Brennpunkt festgestellt wird.Deviation between the entered focus and the stored focus is detected.
13. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal, insbesondere nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne, eine Absenkung oder Abschaltung der Heizleistung für die Heizeinrichtung (12) auslöst.13. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the control signal, in particular after a predetermined period of time, a reduction or shutdown of the heating power for the heating device (12) triggers.
14. Vorrichtung (10; 50) zum Betreiben eines mit einer Heizeinrichtung (12), insbesondere einer elektrischen Widerstandsheizung, beheizten Flüssigkeitsbades (24), insbesondere zum Überwachen auf Überhitzung und/ oder Absinken des Flüssigkeitsniveaus, mit einem Temperaturfühler (14) zur Ermittlung einer Ist-Temperatur und einer Alarm- und/ oder Steuersignaleinheit (18), die dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der mit dem Temperaturfühler (16) gemessenen Ist-Temperatur ein Alarm- und/oder Steuersignal auszugeben, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (16) zur Ermittlung der Ist-Temperatur der Heizeinrichtung ( 12) oder im Bereich der Heizeinrichtung ( 12) ausgebildet ist.14. Apparatus (10, 50) for operating a liquid bath (24) heated by a heating device (12), in particular an electrical resistance heater, in particular for monitoring for overheating and / or lowering of the liquid level, with a temperature sensor (14) for determining a Actual temperature and an alarm and / or control signal unit (18) which is designed to output an alarm and / or control signal as a function of the actual temperature measured by the temperature sensor (16), characterized in that the temperature sensor ( 16) for determining the actual temperature of the heating device (12) or in the region of the heating device (12) is formed.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Temperaturfühler (14) vorgesehen ist, der zur Ermittlung der Ist-Temperatur des Flüssigkeitsbades (24) ausgebildet ist.15. The apparatus according to claim 14, characterized in that a second temperature sensor (14) is provided, which is designed to determine the actual temperature of the liquid bath (24).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturfühler (16) in einem oberen Bereich der Heizeinrichtung (12) angeordnet ist und dass ein dritter Temperaturfühler (52) vorgesehen ist, der zur Ermittlung der Ist-Temperatur der Heizeinrichtung (12) ausgebildet und in einem unteren Bereich der Heizeinrichtung (12) angeordnet ist. 16. Device according to one of claims 14 or 15, characterized in that the first temperature sensor (16) in an upper region of the heating device (12) is arranged and that a third temperature sensor (52) is provided, which for determining the actual temperature the heating device (12) is formed and arranged in a lower region of the heating device (12).
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturfühler (16) oberhalb des vorgesehenen Flüssigkeitsniveaus (44) angeordnet ist.17. Device according to one of claims 14 to 16, characterized in that the first temperature sensor (16) above the intended liquid level (44) is arranged.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperaturfühler (14) von der Heizeinrichtung (12) räumlich entfernt, insbesondere im unteren Bereich des Flüssigkeitsba- des (24), bevorzugt an einer Umwälzpumpe (20), angeordnet ist.18. Device according to one of claims 15 to 17, characterized in that the second temperature sensor (14) of the heating device (12) spatially removed, in particular in the lower region of the Flüssigkeitssba- (24), preferably on a circulating pump (20), is arranged.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturführer (16) und gegebenenfalls der dritte Tem- peraturfühler (52) unmittelbar an der Heizeinrichtung (12) angeordnet, insbesondere mit dieser thermisch gekoppelt sind.19. Device according to one of claims 14 to 18, characterized in that the first temperature guide (16) and optionally the third temperature sensor (52) arranged directly on the heating device (12), in particular thermally coupled thereto.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und gegebenen- falls der dritte Temperaturfühler (16, 52) zur Messung der Filmtemperatur der Badflüssigkeit an der Oberfläche der Heizeinrichtung (12) ausgebildet sind.20. Device according to claim 19, characterized in that the first and optionally the third temperature sensor (16, 52) for measuring the film temperature of the bath liquid are formed on the surface of the heating device (12).
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der dritte21. Device according to one of claims 14 to 20, characterized in that the first and the third
Temperaturfühler (14, 52) an den heißesten Stellen der Heizeinrichtung (12) angeordnet sind.Temperature sensors (14, 52) at the hottest points of the heater (12) are arranged.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarm- und/ oder Steuersignaleinheit (18) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Differenz der vom ersten und zweiten Temperaturfühler (14, 16) und/ oder ersten und dritten Temperaturfühler (16, 52) gemessenen Ist-Temperaturen ein Alarm- und/oder Steuersignal auszugeben. 22. Device according to one of claims 15 to 21, characterized in that the alarm and / or control signal unit (18) is designed to generate an alarm and / or alarm depending on the difference between the actual temperatures measured by the first and second temperature sensors (14, 16) and / or first and third temperature sensors (16, 52). or output control signal.
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